RU2206415C1

RU2206415C1 - Method of cleaning inner surfaces of pipe lines

Info

Publication number: RU2206415C1
Application number: RU2001129348/12A
Authority: RU
Inventors: И.Б. Сон; А.А. Матвиевский
Original assignee: Зао "Максмир-М"
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2001-11-01
Publication date: 2003-06-20

Abstract

FIELD: cleaning inner surfaces of pipe lines; heat-power engineering; irrigation; potable water supply systems. SUBSTANCE: proposed method includes inserting the cleaning unit into pipe line for crushing and separating of solid deposits, supply of working agent under pressure necessary for motion of cleaning unit followed by removal of deposits. Cleaning unit has rod and jet-forming collars; sharp-leaved arresting plates are mounted before first (in way of motion of cleaning unit) for intensification of cavitation processes; these plates are made from flexible material; ends of these plates are located at distance from plane of maximum diameter of collar equal to 0.5-1.5 diameters of pipe line to be cleaned. EFFECT: enhanced efficiency. 8 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способам очистки внутренней поверхности трубопроводов от различных отложений. Оно может быть использовано в ряде отраслей промышленности таких, как теплоэнергетика, мелиорация, а также, в частности, в хозяйственно-питьевом водоснабжении. The invention relates to methods for cleaning the inner surface of pipelines from various deposits. It can be used in a number of industries such as power engineering, land reclamation, as well as, in particular, in drinking water supply.

Особое внимание заслуживает своевременная и качественная очистка трубопроводов, используемых для обеспечения населения питьевой водой. Отложения различной природы, накапливаемые на внутренней поверхности трубопроводов, не позволяют использовать их на всю проектную мощность, а также доставить людям качественную питьевую воду, при этом внутритрубные отложения на больших магистралях могут достигать величины порядка 10-15 см, а на отдельных участках и более по периметру трубопровода. Известен способ очистки внутренней поверхности труб от твердых отложений, включающий ввод в очищаемую полость трубопровода очистного устройства, обеспечивающего разрушение и отделение твердых отложений с поверхности трубопровода, подачу рабочего агента под давлением, необходимым для движения очистного устройства, зависящим от диаметра очищаемого трубопровода и последующее удаление отложений из зоны очистки, при этом очистное устройство выполняют с несущей штангой и струеформирующими манжетами (см. патент РФ 2032486, кл. В 08 В 9/04, 1995). Timely and high-quality cleaning of pipelines used to provide the population with drinking water deserves special attention. Deposits of various nature accumulated on the inner surface of pipelines do not allow them to be used to their full design capacity, as well as delivering high-quality drinking water to people, while in-pipe deposits on large highways can reach values of the order of 10-15 cm, and in some sections more perimeter of the pipeline. A known method of cleaning the inner surface of pipes from solid deposits, including the introduction of a cleaning device into the pipe cavity to be cleaned, which ensures the destruction and separation of solid deposits from the pipe surface, the supply of the working agent under the pressure necessary for the movement of the cleaning device, depending on the diameter of the pipe being cleaned and subsequent removal of deposits from the cleaning zone, while the cleaning device is performed with a supporting rod and jet-forming cuffs (see RF patent 2032486, CL 08 V 9/04, 1995).

Недостатками известного способа является недостаточное качество очистки, особенно при очистке труб большого диаметра (до двух метров и более), и незначительная скорость очистки и, как следствие, незначительная производительность, а также большой объем промывочных работ после окончания процесса очистки. The disadvantages of this method are the insufficient quality of cleaning, especially when cleaning large diameter pipes (up to two meters or more), and the low cleaning speed and, as a result, low productivity, as well as a large amount of washing work after the cleaning process.

Задачей изобретения является создание способа очистки, позволяющего эффективно и качественно очищать внутреннюю поверхность трубопроводов. The objective of the invention is to provide a cleaning method that allows you to effectively and efficiently clean the inner surface of pipelines.

Технический результат изобретения состоит в повышении эффективности процесса очистки за счет автоматического регулирования скорости перемещения очищающего устройства и, как следствие, увеличение пропускной способности обработанных предлагаемым способом трубопроводов, в продлении срока их эксплуатации и экономии энергоресурсов, в интенсификации кавитационных процессов при реализации способа и повышении эффективности очистки. The technical result of the invention consists in increasing the efficiency of the cleaning process by automatically controlling the speed of the cleaning device and, as a result, increasing the throughput of the pipelines processed by the proposed method, in extending their life and saving energy resources, in intensifying cavitation processes during the implementation of the method and increasing the cleaning efficiency .

Указанный результат достигается тем, что в способе очистки внутренней поверхности трубопровода, включающим ввод в очищаемую полость трубопровода очистного устройства, обеспечивающего разрушение и отделение твердых отложений с поверхности трубопровода, подачу рабочего агента под давлением, необходимым для движения очистного устройства, зависящим от диаметра очищаемого трубопровода, и последующее удаление отложений из зоны очистки, на очистное устройство с несущей штангой и струеформирующими манжетами перед первой по ходу движения очистного устройства манжеты устанавливают для интенсификации кавитационных процессов тормозные пластины остролистной формы из упругого материала, свободные концы которых находятся на расстоянии от плоскости наибольшего диаметра манжеты, равном 0,5-1,5 диаметра очищаемого трубопровода. This result is achieved by the fact that in the method of cleaning the inner surface of the pipeline, which includes introducing into the pipe cavity to be cleaned a cleaning device that provides for the destruction and separation of solid deposits from the surface of the pipe, supplying the working agent under the pressure necessary for the movement of the cleaning device, depending on the diameter of the pipe being cleaned, and subsequent removal of deposits from the cleaning zone, to the treatment device with a supporting rod and jet-forming cuffs before the first in the direction of travel about a clean cuff device is installed to intensify cavitation processes brake plates of a hollow shape of elastic material, the free ends of which are located at a distance from the plane of the largest diameter of the cuff, equal to 0.5-1.5 of the diameter of the cleaned pipeline.

Способ характеризуется также тем, что рабочий агент подают с перепадом давления в интервале от 0,3-40,0 атм, что в качестве материала тормозных пластин используют, например, пружинную сталь. The method is also characterized in that the working agent is supplied with a pressure drop in the range from 0.3-40.0 atm, which uses, for example, spring steel as the material of the brake plates.

Кроме того, в способе для создания дополнительного перепада давления позади очистного устройства в процессе подачи в очищаемый трубопровод рабочего агента в него нагнетают воздух; для создания дополнительного очищающего эффекта в подаваемую жидкость добавляют абразивный материал, например, щебенку, которую помещают впереди очистного устройства. In addition, in the method for creating an additional pressure drop behind the treatment device, air is pumped into the working agent in the process to be cleaned; To create an additional cleaning effect, an abrasive material, for example, gravel, which is placed in front of the cleaning device, is added to the supplied liquid.

При этом величина фракции, подаваемой в трубопровод, щебенки находится в пределах 0,5-40 мм. Moreover, the size of the fraction supplied to the pipeline, gravel is in the range of 0.5-40 mm

В способе также для повышения качества очистки осуществляют регулировку скорости движения очистного устройства путем изменения давления воды на очистное устройство с помощью дополнительного устройства сброса воды и создают кавитационные процессы, воздействующие на отложения, находящиеся в непосредственной близости от оси трубопровода, путем выполнения на несущей штанге в передней ее части насадки-дефлектора. In the method, to improve the quality of cleaning, the speed of the treatment device is adjusted by changing the water pressure on the treatment device using an additional water discharge device and create cavitation processes that affect deposits located in the immediate vicinity of the pipeline axis by performing on the support rod in the front its parts of the nozzle-deflector.

Способ осуществляют с помощью очистного устройства, которое схематично представлено на чертежах. The method is carried out using a cleaning device, which is schematically represented in the drawings.

На фиг.1 приведен общий вид устройства, в разрезе, на фиг.2 - тормозная пластина, на фиг.3 - насадка-дефлектор. Figure 1 shows a General view of the device, in section, figure 2 - brake plate, figure 3 - nozzle-deflector.

Очистное устройство содержит несущую штангу 1 с передней 2 и задней 3 ступицами, установленные на несущей штанге 1, выполненные из пружинных лепестков 4, 5, прижимаемые к ступицам 2, 3 поджимами 7, струеобразующие манжеты 8, 9 с уплотнительными элементами 10, 11. Пружинные лепестки 4, 5 устанавливают в два ряда в шахматном порядке. The cleaning device comprises a support rod 1 with front 2 and rear 3 hubs mounted on the support rod 1, made of spring tabs 4, 5, pressed against the hubs 2, 3 by clamps 7, jet-forming cuffs 8, 9 with sealing elements 10, 11. Spring-loaded petals 4, 5 are set in two rows in a checkerboard pattern.

Перед первой по ходу движения очистного устройства манжеты 8 устанавливают для интенсификации кавитационных процессов тормозные пластины 12 остролистной формы из упругого материала, свободные концы которых находятся на расстоянии от плоскости наибольшего диаметра манжеты, равном 0,5-1,5 диаметра очищаемого трубопровода. Тормозная пластина 12 имеет продольный паз 13 для перемещения ее в радиальном направлении, а также снабжена фиксатором 14. На несущей штанге 1 в передней ее части установлена насадка-дефлектор 15 с центральным 16 и периферийном 17 отверстиями, которую используют при очистке трубопроводов с высокой степенью толщины отложений для создания вихревых потоков рабочего агента за счет кавитации в центральной части трубопровода за счет наличия отверстий 16, 17. Before the first in the direction of movement of the cuff cleaning device 8, brake plates 12 are set of hollow-shaped elastic material, for which the free ends of which are located at a distance from the plane of the largest diameter of the cuff, equal to 0.5-1.5 of the diameter of the pipe being cleaned, to intensify cavitation processes. The brake plate 12 has a longitudinal groove 13 for moving it in the radial direction, and is also equipped with a latch 14. On the carrier rod 1 in its front part there is a nozzle-deflector 15 with a central 16 and peripheral 17 holes, which is used when cleaning pipelines with a high degree of thickness deposits to create vortex flows of the working agent due to cavitation in the Central part of the pipeline due to the presence of holes 16, 17.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Очищающее устройство устанавливают в очищаемый трубопровод и приводят его в поступательное движение за счет потока транспортируемого рабочего агента, например, воды. Струеобразующие манжеты 8 и 9 прижимаются при этом к поверхности очищаемого трубопровода за счет пружинных свойств лепестков 4 и 5. Пружинные лепестки 4 и 5 струеобразующих манжет 8 и 9 расположены под равными и противоположно направленными углами к плоскости, проходящей через ось корпуса очистного устройства, что позволяет исключить вращение очистного устройства и что в свою очередь обеспечивает очистку преимущественно за счет кавитационных процессов, в большей степени снижая участие в процессе очистки пружинных лепестков манжет. Формирование вихревых высокоскоростных потоков рабочего агента осуществляется в зазорах, образующихся между лепестками 4 и 5 и стенкой очищаемого трубопровода. В зоне этих скоростных потоков возникают кавитационные процессы, обеспечивающие процесс очистки. The cleaning device is installed in the pipeline to be cleaned and brought into translational motion due to the flow of the transported working agent, for example, water. The jet-forming cuffs 8 and 9 are pressed against the surface of the pipeline being cleaned due to the spring properties of the petals 4 and 5. The spring lobes 4 and 5 of the jet-forming cuffs 8 and 9 are located at equal and opposite angles to the plane passing through the axis of the casing of the treatment device, which allows to exclude the rotation of the cleaning device and which in turn provides cleaning mainly due to cavitation processes, to a greater extent, reducing the participation in the cleaning process of the spring tabs of the cuffs. The formation of vortex high-speed flows of the working agent is carried out in the gaps formed between the petals 4 and 5 and the wall of the cleaned pipeline. In the zone of these high-speed flows, cavitation processes occur that ensure the cleaning process.

Тормозные пластины 12 способствуют автоматическому регулированию скорости движения очистного устройства за счет взаимодействия с отложениями, а за счет возможности перемещения их в пазах 13 и фиксации в заданном положении фиксатором 14 создается возможность при очистке оставлять на стенках очищаемого трубопровода слой твердых отложений определенной толщины, служащий в качестве защитного слоя. Кроме того, выбранная форма тормозных пластин 12, показанная на фиг.2, и расположение их в передней части очистного устройства на расстоянии, равном 0,5-1,5 диаметра очищаемого трубопровода, между свободными концами тормозных пластин и плоскостью наибольшего диаметра первой по ходу движения очистного элемента манжеты обеспечивает попадание отложений в зону лепестков 4 и 5, т.е. в зону скоростных струй рабочего агента и кавитационных процессов, что позволяет максимально измельчать настенные отложения и обеспечивает более полный их вынос из трубопровода потоками агента. The brake plates 12 contribute to the automatic control of the speed of the treatment device due to interaction with sediments, and due to the possibility of moving them in the grooves 13 and fixing in a predetermined position by the latch 14, it is possible to leave a layer of solid deposits of a certain thickness on the walls of the pipeline being cleaned, which serves as protective layer. In addition, the selected shape of the brake plates 12, shown in figure 2, and their location in front of the cleaning device at a distance equal to 0.5-1.5 of the diameter of the cleaned pipe, between the free ends of the brake plates and the plane of the largest diameter of the first along the way the movement of the cuff cleaning element ensures that sediments enter the zone of the petals 4 and 5, i.e. into the zone of high-speed jets of the working agent and cavitation processes, which allows to grind wall deposits as much as possible and provides their more complete removal from the pipeline by agent flows.

Если слой настенных отложений большой и твердого состава, то скорость очищающего устройства замедляется, что приводит к увеличению перепада давления и времени воздействия струй агента на очищающую поверхность. If the wall sediment layer is large and solid, then the speed of the cleaning device slows down, which leads to an increase in the pressure drop and the time of exposure of the agent jets to the cleaning surface.

Если слой отложений небольшой и они мягкие, то скорость очищающего устройства увеличивается и значительно уменьшается возможность взаимодействия слоя отложений и лепестков манжет, при этом эффект очистки определяется преимущественно кавитационными процессами. If the sediment layer is small and soft, then the speed of the cleaning device increases and the possibility of interaction between the sediment layer and the cuff petals is significantly reduced, while the cleaning effect is determined mainly by cavitation processes.

Конкретная реализация способа, согласно изобретению, проводилась на аппарате для очистки внутренней поверхности трубопровода ОАО "Горно-металлургическая компания "Норильский никель". A specific implementation of the method according to the invention was carried out on the apparatus for cleaning the inner surface of the pipeline of OJSC Mining and Metallurgical Company Norilsk Nickel.

Основные технические характеристики:
1. Диаметр очищаемого трубопровода - 400 мм;
2. Длина очищаемого трубопровода - 8 000 м;
3. Время очистки участка длиной в 1000 м равно 6 час;
4. Перепад подаваемого в трубопровод давления на рабочий агент - в пределах 4-6 атм;
5. Рабочий агент - техническая вода;
6. Абразивный материал - щебенка;
7. Материал тормозных пластин - пружинная сталь;
8. Вес очистного устройства - 45 кг.Main technical specifications:
1. The diameter of the pipeline being cleaned is 400 mm;
2. The length of the pipeline being cleaned is 8,000 m;
3. The cleaning time for a 1000 m long section is 6 hours;
4. The differential pressure supplied to the pipeline pressure on the working agent is within 4-6 atm;
5. Working agent - industrial water;
6. Abrasive material - crushed stone;
7. Material of brake plates - spring steel;
8. The weight of the treatment device is 45 kg.

Claims

1. Способ очистки внутренней поверхности трубопровода, включающий ввод в очищаемую полость трубопровода очистного устройства, обеспечивающего разрушение и отделение твердых отложений с поверхности трубопровода, подачу рабочего агента под давлением, необходимым для движения очистного устройства, зависящим от диаметра очищаемого трубопровода, и последующее удаление отложений из зоны очистки, при этом на очистное устройство с несущей штангой и струеформирующими манжетами перед первой по ходу движения очистного устройства манжеты устанавливают для интенсификации кавитационных процессов тормозные пластины остролистной формы из упругого материала, свободные концы которых находятся на расстоянии от плоскости наибольшего диаметра манжеты, равном 0,5-1,5 диаметра очищаемого трубопровода. 1. The method of cleaning the inner surface of the pipeline, including introducing into the cavity of the pipeline a cleaning device that provides for the destruction and separation of solid deposits from the surface of the pipeline, supplying the working agent under the pressure necessary for the movement of the cleaning device, depending on the diameter of the pipe being cleaned, and subsequent removal of deposits from the cleaning zone, while on the cleaning device with a supporting rod and jet-forming cuffs before the first in the direction of the cleaning device cuff mouth avlivayut for enhanced cavitation processes aquifolium brake plate shape from an elastic material, the free ends of which are at a distance from the plane of the largest diameter of the cuff is equal to the diameter 0.5-1.5 cleaned pipeline.

2. Способ по п.1, в котором рабочий агент подают с перепадом давления в интервале 0,3 - 40,0 атм. 2. The method according to claim 1, in which the working agent is served with a pressure drop in the range of 0.3 - 40.0 atm.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, в котором в качестве материала тормозных пластин используют, например, пружинную сталь. 3. The method according to any one of claims 1 and 2, in which, for example, spring steel is used as the material of the brake plates.

4. Способ по любому из пп.1-3, в котором для создания дополнительного перепада давления позади очистного устройства в процессе подачи в очищаемый трубопровод рабочего агента в него нагнетают воздух. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, in which air is pumped into it to create an additional pressure drop behind the treatment device during the supply of the working agent to the pipeline to be cleaned.

5. Способ по любому из пп.1-4, в котором для создания дополнительного очищающего эффекта в подаваемую жидкость добавляют абразивный материал, например щебенку, которую помещают впереди очистного устройства. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, in which to create an additional cleaning effect, an abrasive material, for example gravel, which is placed in front of the cleaning device, is added to the supplied liquid.

6. Способ по п.5, в котором величина фракций подаваемой в трубопровод щебенки находится в пределах 0,5 - 40 мм. 6. The method according to claim 5, in which the size of the fractions supplied to the pipeline gravel is in the range of 0.5 to 40 mm

7. Способ по любому из пп.1-6, в котором для повышения качества процесса очистки осуществляют регулировку скорости движения очистного устройства путем изменения давления воды на очистное устройство с помощью дополнительного устройства сброса воды. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, in which to improve the quality of the cleaning process, the speed of the treatment device is adjusted by changing the pressure of the water on the treatment device using an additional water discharge device.

8. Способ по любому из пп.1-7, в котором для повышения качества очистки с большой степенью нежелательных отложений создают кавитационные процессы, воздействующие на отложения, находящиеся в непосредственной близости от оси трубопровода, путем выполнения на несущей штанге в передней ее части насадки-дефлектора. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, in which to improve the quality of cleaning with a large degree of undesirable deposits, cavitation processes are created that affect deposits located in the immediate vicinity of the axis of the pipeline by performing a nozzle on a support rod in front of it deflector.